1

1. ОСНОВЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

1.2. Этапы развития информационных технологий

Рис. 1.6. Водяной телеграф

Рис. 1.7. Греческий алфавит из 24 букв, размещенный на 5 досках

Сигнализация широко применяется на железных дорогах. Каждый стрелочник и проводник поезда имеет набор сигнальных флажков, Широко применяются семафоры с механическим, а чаще с электрическим управлением.

В морском деле используется флажковая сигнализация, изобретенная еще в Средние века, а при плохой видимости (например, при тумане)

1. ОСНОВЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

1.2. Этапы развития информационных технологий

применяются звуковые сирены-ревуны. А для связи внутри корабля существует машинный телеграф.

К сигнализации относятся и светофоры для управления уличным движением. Первые светофоры были установлены на улицах Лондона в 1868 году, первый электрический трехцветный светофор появился в Нью-Йорке в 1918 г., а в Москве – в 1930 г.

В конце XVIII в. в Европе заработал оптический, так называемый «семафорный телеграф». Его изобрели английский ученый – физик Р. Гук, француз Амонтон, французы братья Клоду и Игнатию Шапп.

Оптический телеграф (семафорный телеграф) – система визуальной передачи сообщений с помощью условных знаков (семафорной азбуки – световых сигналов, видимых и ночью) в пределах прямой видимости

(рис.1.8).

а– Клода Шаппа; б, в – инженера Жака Шато

ВРоссии первый семафорный телеграф протяженностью 60 км между Санкт-Петербургом и Шлиссельбургом был построен в 1824 г. Через десять лет телеграф связал столицу с Кронштадтом (базой Балтийского флота) – 30 км. В 1835 г. такая связь была установлена между столицей и Царским Селом (25 км) и Гатчиной (52 км).

Выход России на европейскую арену осуществлялся в основном через Варшаву. В связи с этим в 1839 г. был построен усовершенствованный вариант семафорного телеграфа между Санкт-Петербургом и Варшавой протяженностью в 1200 км. На то время это была самая длинная линия телеграфной связи такого рода, которая была сооружена из 149 станцийбашен через каждые 8 км, высотой в 20 метров. 1200 километров сигнал из Санкт-Петербурга в Варшаву преодолевал за 15 минут. Такой метод

1. ОСНОВЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

1.2. Этапы развития информационных технологий

передачи информации в России просуществовал до середины XIX в. (1854 г.) и уступил свое место электрическому телеграфу.

До возникновения письменности важные сообщения доставляли гонцы

– пешие и конные. Когда появилась письменность, они стали доставлять письма. Почта была хорошо налажена уже в древней Персии.

ВРоссии почта возникла в XIII в. при монгольском владычестве. Были созданы почтовые станции – ямы (откуда происходит слово ямщик) с гонцами, которые доставляли приказы ханов. Регулярная почта была налажена при царе Алексее Михайловиче: была установлена почтовая связь с Курляндией и Польшей. Основателем ее был боярин, политик и дипломат А. Л. Ордын-Нащокин.

При Петре I существовало уже 6 почтовых линий, а почта делилась на купеческую для обслуживания частных лиц и ямскую для обслуживания государственных учреждений. С появлением в 1782 году Почтового департамента ямские дворы начали называть почтовыми станциями.

ВXVII – XVIII в.в. письма доставляли почтовые кареты. С 1830 г. на железных дорогах для их доставки появились первые почтовые вагоны, а с 1840 года стали применять почтовые марки – единые знаки почтовой оплаты, изобретенные англичанами Хиллом и Чалмерсом (рис.1.9).

Появление почтовой марки позволило резко увеличить объемы пересылаемой корреспонденции.

ВРоссии почтовые марки были введены с 1 января 1858 года. Первый выпуск почтовых марок тиражом 3 миллиона экземпляров представлял собой одну беззубцовую марку номиналом 10 копеек.

Главный недостаток почты по сравнению с другими средствами связи – сигнализацией, телеграфом, телефоном, радио – это необходимость пересылать письмо в почтовой карете, на корабле, по железной дороге в почтовом вагоне или самолетом. Эта пересылка от отправителя получателю и составляет, в основном, достаточно длительное время доставки. Однако существует разновидность почты – пневматическая, которая служит разумным дополнением традиционной почты. Пневматическая почта (от греч. pneumatikos – воздушный) представляет собой транспорт для перемещения потоком воздуха по трубопроводам не только документов, но и мелких предметов, вложенных в патроны-капсулы. Действует она в пределах здания (например, предприятия связи) либо города (в Париже длина линий пневматической почты около 600 км). Средняя скорость патрона – до 160 км/ч. В 1792 г. сжатый воздух был впервые применен для передачи письменных сообщений по трубопроводу.

1. ОСНОВЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

1.2. Этапы развития информационных технологий

Рис. 1.9. Почтовая марка (блок) с портретом Р. Хилла

Несмотря на широкое применение средств электронной передачи информации, оборот оригинальных документов и наличных денег сохраняется в организациях самого различного профиля. Не каждое предприятие имеет возможность перейти на электронный документооборот.

Например, система пневмопочты Telecom состоит из следующих компонентов (рис. 1.10):

•компрессорной установки, которая создает в системе требуемое для движения капсулы разряжение или давление воздуха;

•стрелок, с помощью которых осуществляется перевод капсул с одной линии на другую, стрелки могут подключаться как к станциям, так и к другим стрелкам, что позволяет создавать систему любой сложности;

•станций, которые используются для отправки и приема капсул;

•трубопроводов, соединяющих между собой станции и стрелки в единую систему;

•контроллера, управляющего работой всех устройств, отслеживающего движение капсул в системе.

Перемещение предметов происходит в специальных капсулах со скоростью 5 – 10 м/с на расстояние от нескольких метров до 1,5 – 2 км. Максимальный вес пересылаемых предметов зависит от мощности компрессора и диаметра трубопроводов и составляет от 0,5 до 10 кг. Доставка капсул осуществляется по номеру станции, который задает пользователь на пульте станции отправки. Стандартно используются трубопроводы из ПВХ диаметром 60, 90, 110, 160 или 200 мм, с радиусом

1. ОСНОВЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

1.2. Этапы развития информационных технологий

закругления трубы в зависимости от ее диаметра и длины капсулы от 330 до

1200 мм.

Рис. 1.10. Система пневмопочты

Движение капсул в системе отслеживается с помощью оптических датчиков и отображается на дисплее контроллера, который осуществляет множество дополнительных функций, таких как: приоритетная отправка капсул, регистрация пересылок во внутренней памяти, разграничение доступа, статистика, дистанционное управление и тестирование и др.

В начале XX в. началось бурное развитие авиации. Первый аэроплан создали братья Райт, а 17 декабря 1903 г. Орвилл Райт стал первым человеком, который пилотировал самолет в течение 12 с. А вскоре самолет превратился в транспортное средство. Это произошло 25 июля 1909 г., когда французский летчик Луи Блерио впервые в мире преодолел пролив ЛаМанш, разделяющий Францию и Англию. На рис. 1.11 приводится изображение марки авиапочты США.

1. ОСНОВЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

1.2. Этапы развития информационных технологий

Рис. 1.11. Марка авиапочты США. Братья Райт

В нашей стране сразу же после Октябрьской революции за организацию авиапочты взялся А. П. Онуфриев, назначенный комиссаром Управления морской авиации. Этот первый официальный рейс по доставке авиапочты из Петрограда в Москву состоялся в марте 1918 года. Первые марки авиапочты СССР изображены на рис.1.12. Регулярная доставка авиапочты началась в 1923 году.

Рис. 1.12. Первые марки авиапочты СССР

Регулярная авиапочта возникла в 1919 году, когда было установлено первое регулярное воздушное сообщение (почтовое и пассажирское) – на линиях Берлин-Веймар и Париж-Брюссель.

В наши дни существует экспресс-почта Federal Express (FedEx), которая доставляет за один день почтовые отправления весом до 32 кг и за два дня – весом до 68 кг в любую из 210 стран мира.

Телеграф и телефон. До середины XIX в. единственным средством связи между континентами, в частности между Европой и Америкой, была пароходная почта.

1. ОСНОВЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

1.2.Этапы развития информационных технологий

В1837 г. американский художник и изобретатель Самюэль Морзе (1791 – 1872) создал электрический проводной телеграф – первое средство дальней электросвязи.

В1844 г. С. Морзе построил первую телеграфную линию БалтиморВашингтон и 24 мая передал первую телеграмму.

ВРоссии первая телеграфная линия была построена между Москвой и Санкт-Петербургом в 1851 г.

Ав 1866 г. после нескольких неудачных попыток был проложен телеграфный кабель по дну Атлантического океана и начала работать телеграфная линия между Европой и Америкой. Основные телеграфные линии изображены на рис. 1.13.

Позднее были изобретены буквопечатающие телеграфные аппараты - Юза, Бодо, Сименса, и скорость передачи возросла. Современный телеграфный аппарат – телетайп похож на пишущую машинку. Он имеет клавиатуру с буквами, цифрами и знаками препинания.

Рис. 1.13. Основные телеграфные линии на 1891 г.

На основе телеграфа был создан телефон – один из самых распространенных в наше время видов электрической связи. Изобрел его американец Александр Белл в 1876 г. Белл сумел преобразовать звуковой сигнал – речь – в аналоговый электрический сигнал, передать его на расстояние и снова преобразовать в звуковой сигнал – речь (рис. 1.14).

1. ОСНОВЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

1.2. Этапы развития информационных технологий

Рис. 1.14. Телефон Белла

Вскоре телефон, изобретенный Беллом, заменил телефон Л. М. Эрикссона: в нем микрофон и телефон объединены в единую конструкцию – микротелефонную трубку, которую абонент при разговоре держит в руке. Телефонный аппарат служит одновременно и передающим, и приемным аппаратом. Обычный аппарат соединен с микротелефонной трубкой телефонным шнуром (рис. 1.15).

ВРоссии первые городские телефонные станции начали действовать в 1882 г. в Санкт-Петербурге, Москве, Одессе и Риге. Они обслуживались телефонистками, осуществлявшими ручную коммутацию абонентов между собой.

В1881 г. А. Б. Строуджер запатентовал декадно-шаговую систему автоматической телефонной станции (АТС), а в 1889 г. создал электромеханический шаговый искатель – АТС. В 1896 г. в г. Огаста (США) была построена первая действующая АТС.

Американец Грей создал телефон, который смог выполнять функции кассира, – таксофон. Это телефонный аппарат, в котором соединение с вызываемым абонентом устанавливается после опускания в таксофон одной или несколько монет или специального жетона. Первый таксофон был представлен в 1890 г. на Всемирной выставке в Париже.

1.ОСНОВЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

1.2.Этапы развития информационных технологий

Рис. 1.15. Телефонный аппарат Эрикссона с микротелефонной трубкой

В40-х г.г. XX века были созданы координатные АТС, в 70-х г.г. были построены электронные АТС, а за последние десятилетия они переведены на цифровую технику.

Значительные усовершенствования в конструкцию телефона внесли многие изобретатели и прежде всего Т. А. Эдисон, который сумел устранить постоянные шумы и обеспечил хорошую слышимость на большом расстоянии.

Набор номера вызываемого абонента при автоматической телефонной связи осуществляется номеронабирателем: в старых аппаратах – дисковым с десятью отверстиями, а в новых – кнопочным с десятью кнопками. Сообщение о вызове осуществляется звонком. Первый дисковый номеронабиратель появился в 1896 г., а аппараты с кнопочным набором промышленность начала выпускать в 1963 г.

Современные телефонные аппараты имеют целый ряд дополнительных возможностей. Все эти функции обеспечивает встроенный в аппарат микропроцессор. Так, широко используются радиотелефоны, в которых трубка соединена с базовым телефонным аппаратом с помощью радиоканала. При этом и аппарат, и трубка снабжены радиоантеннами. Зачастую такая трубка имеет кнопочный номеронабиратель, позволяющий абоненту набирать номер, не подходя к базовому телефонному аппарату.

Втелефонную трубку такого «бесшнурового» телефона встроен миниатюрный батарейный приемопередатчик, работающий на той же волне,

1. ОСНОВЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

1.2. Этапы развития информационных технологий

что и другой приемопередатчик, который находится в корпусе телефонного аппарата, подключенного к сети электропитания и к телефонной сети. В корпусе телефонного аппарата имеются звонок вызова и зарядное устройство для аккумулятора питания приемопередатчика.

Приемопередатчик телефонной трубки может работать на расстояниях, немногим меньших 1 км, а в некоторых моделях – до 3,5 км. Емкость питающего его аккумулятора достаточна для разговора в течение 45 мин и в течение 6 ч обеспечивает готовность телефона со снятой трубкой. Когда трубка положена, ее аккумулятор автоматически подзаряжается.

Основное преимущество домашнего радиотелефона – возможность свободного перемещения абонента в радиусе действия приемопередатчика. Главный недостаток – незащищенность большинства моделей от несанкционированного подключения к телефону посторонних лиц.

Телефонный аппарат с автоответчиком – это аппарат со встроенным в него миниатюрным магнитофоном, автоматически включающимся на запись при каждом звонке.

Видеотелефон – это телефон, в котором передача речи дополняется передачей изображения. Телевизионная камера одного видеотелефона формирует сигнал изображения абонента, участвующего в сеансе связи, и его изображение высвечивается на небольшом телевизионном экране (75-100 мм по диагонали, на жидких кристаллах) другого видеотелефона.

Но самым выдающимся изобретением последних десятилетий стал мобильный (сотовый) телефон – гибрид радио и компьютера.

Радио и телевидение. Изобретение телеграфа значительно ускорило по

сравнению с почтой передачу сообщений – телеграмм, а телефон позволил передавать живую человеческую речь на большие расстояния. Однако телеграфная и телефонная связь требуют прокладки проводов – кабелей. Особые сложности вызвала прокладка подводных кабелей между континентами. Обойтись без проводов при передаче сообщений позволило изобретение радио, в котором есть только радиопередатчик и радиоприемники, связанные между собой радиоволнами. Передатчик их излучает, а приемники принимают. Слово «радио» в переводе с латинского radio означает «излучать».

Одно из величайших изобретений конца XIX в., беспроволочный телеграф, было сделано русским ученым Александром Степановичем Поповым и почти одновременно с ним итальянцем Гульельмо Маркони в 1895 г. В его основе лежало открытие электромагнитного излучения. В 60-х г.г. XIX в. Джеймс Максвелл теоретически предсказал существование электромагнитных волн, а в 1886 г. Генрих Герц провел эксперимент, подтвердивший это предположение. Для возбуждения электромагнитных волн он разработал вибратор, а для их приема – резонатор. Радиоволны представляют собой одну из разновидностей электромагнитных волн. Другие их разновидности – видимый свет и невидимые инфракрасные, ультрафиолетовые, рентгеновские и гамма-лучи. Различаются они между